JP2005098573A

JP2005098573A - 換気装置

Info

Publication number: JP2005098573A
Application number: JP2003331154A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Kawasaki; 昌彦河崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】既設の住宅の室内にも簡単に設置でき、室内と室外の温度差を計測して、自然換気量に対して不足する換気風量を機械換気で換気するため、省エネルギー効果が高く、低騒音の換気装置を提供することを目的とする。
【解決手段】給気用ファンおよび排気用ファンを備え、強制的に室内の空気を排気し、外気を取り入れ、所望の換気風量を確保できる換気装置であって、室内の温度を検知する第一の温度検知器と屋外の温度を検知する第二の温度検知器とから検出される温度出力値の差と、予め設定された住宅の気密性能とから得られる自然換気風量を算出し、前記給気ファンおよび排気ファンによる強制的な換気風量を、前記所望の換気風量から前記自然換気量分を減じた風量に制御する換気装置である。
【選択図】図４

Description

本発明は、建材や家具等に含まれるホルムアルデヒドやＶＯＣ（揮発性有機化合物）によって引き起こされるシックハウス症候群を軽減するために常時換気を行う住宅で使用する換気装置に関する。

近年、住宅の気密性の向上により建築材から発生する化学物質による人体への影響が注目されており、住宅の換気を省エネルギーでおこなえる換気装置の要望が高まってきている。

従来この種の換気装置は、室内外の温度を検知するセンサーを設けて、温度差が大きいときに換気扇の運転を停止して、空気の揚力を利用してあらかじめ設けた排気口から換気するパッシブ換気と、温度差が小さいときに換気扇を運転する機械換気とを切り替えて行うものであった（例えば、特許文献１参照）。以下、その換気装置について図６及び図７を参照しながら説明する。

内部に換気扇１０１を装着した内筒１０２とこの内筒１０２の外方に誘引空気流路１０３を形成するように設けた外筒１０４と、内筒１０２と外筒１０４により形成され、室内１０５に連通し設けられる本体１０６と、外筒１０４に住宅の屋根を貫通し室外と連通するように設けられる縦ダクト１０７と、室外温度検知センサーと室内温度検知センサーにより検知された温度差に対応して換気扇１０１の運転を制御する制御部（図示無し）を備え、図７の運転フローチャートに示すように室内温度が室外温度より高い状態で室内外の温度差が小さいときは換気扇を運転し、温度差が大きいときに（図では温度差が１０℃以上のときに）換気扇の運転を停止し、空気の揚力を利用したパッシブ換気を行うものであった。
特開平１０−１７６８５１号公報

このような従来の構成では、室外温度センサーと室内温度センサー温度差を検知して、室内温度が室外温度より大きいときに換気扇の運転を停止し、パッシブ換気を行うものであったが、パッシブ換気量や換気扇による換気量の規定の開示もなく効率良くパッシブ換気を利用することができなかった。

また、空気の揚力を利用したパッシブ換気と機械換気を組み合わせた構成であるため、換気装置は、内部に換気装置を装着した内筒とこの内筒の外方に誘引空気流路を形成した外筒を設け、住宅の屋根を貫通し室外と連通するものであり、住宅の設計時に住宅の構造と換気設計を綿密に合わせておく必要があった。そのために、住宅の間取りが限定されたり、換気扇装置が汎用的でなく、戸別に設計と調整が必要であった。

また、あらかじめ自然換気用に排気口を設けておくため、住宅の気密性が低くなり外風の進入や冷暖房時の空調負荷の増大が課題であった。

本発明は、このような従来の課題を解決するもので、自然換気と機械換気を組み合わせて効率良く換気を行う換気装置を提供することを目的とする。

また、戸別の換気設計をせずに、既設の住宅の室内にも簡単に設置できる換気装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の換気装置は、給気用ファンおよび排気用ファンを備え、強制的に室内の空気を排気し、外気を取り入れ、所望の換気風量を確保できる換気装置であって、室内の温度を検知する第一の温度検知器と屋外の温度を検知する第二の温度検知器とから検出される温度出力値の差と、予め設定された住宅の気密性能とから得られる自然換気風量を算出し、前記給気ファンおよび排気ファンによる強制的な換気風量を、前記所望の換気風量から前記自然換気量分を減じた風量に制御する構成としたものである。

また、室内温度と室外温度の差が略０℃のときは自然換気量を０回／ｈとして前記給気ファンおよび排気ファンによる強制風量を制御する構成としたものである。

また、気密係数が２〜５の住宅について、室内温度と室外温度の差が略５℃のときは自然換気量を０．１回／ｈとして前記給気ファンおよび排気ファンによる強制風量を制御する構成としたものである。

また、気密係数が２〜５の住宅について、室内温度と室外温度の差が略１４℃以上のときは自然換気量を０．２回／ｈとして前記給気ファンおよび排気ファンによる強制的な換気風量を制御する構成としたものである。

また、気密係数が２〜５の住宅について、室内温度と室外温度の差が略２５℃以上のときは自然換気量を０．３回／ｈとして前記給気ファンおよび排気ファンによる強制的な換気風量を制御する構成としたものである。

さらに、換気装置は複数の部屋を有する建物の各部屋に設けた構成としたものである。

以上のように本発明の換気装置によれば、給気用ファンおよび排気用ファンを備え、強制的に室内の空気を排気し、外気を取り入れ、所望の換気風量を確保できる換気装置であって、室内の温度を検知する第一の温度検知器と屋外の温度を検知する第二の温度検知器とから検出される温度出力値の差と、予め設定された住宅の気密性能とから得られる自然換気風量を算出し、前記給気ファンおよび排気ファンによる強制的な換気風量を、前記所望の換気風量から前記自然換気量分を減じた風量に制御して作用換気風量を確保することで、換気に必要な電気エネルギーを節約し、換気装置の運転による騒音を低減した換気を行うことができる。

また、室内温度と室外温度の差が略0℃のときは自然換気量を０回／hとして、給気ファンおよび排気ファンによる強制風量のみでを行うことで所定の換気風量を確保することができる。

また、気密係数が２〜５の住宅について、室内温度と室外温度の差が略５℃のときは自然換気量を０．１回／ｈとして給気ファンおよび排気ファンによる強制風量を制御することで所望の換気風量を確保することができる。

また、気密係数が２〜５の住宅について、室内温度と室外温度の差が略１４℃以上のときは自然換気量を０．２回／ｈとして給気ファンおよび排気ファンによる強制的な換気風量を制御して所望の換気風量を確保することができる。

また、気密係数が２〜５の住宅について、室内温度と室外温度の差が略２５℃以上のときは自然換気量を０．３回／ｈとして給気ファンおよび排気ファンによる強制的な換気風量を制御して所望の換気風量を確保することができる。

また、換気装置を複数の部屋を有する建物の各部屋に設けて、部屋ごとに独立して室内の温度と室外の温度差を検知して所望の換気風量を確保することができる。

なお、本実施例では、所定の温度差略５℃、略１４℃、略２５℃に対する換気風量を制御して所望の換気量を確保するようにしているが、所定の温度差を異なるポイントを選んで制御してもその効果に差異のないことはいうまでもない。

請求項１記載の発明は、給気用ファンおよび排気用ファンを備え、強制的に室内の空気を排気し、外気を取り入れ、所望の換気風量を確保できる換気装置であって、室内の温度を検知する第一の温度検知器と屋外の温度を検知する第二の温度検知器とから検出される温度出力値の差と、予め設定された住宅の気密性能とから得られる自然換気風量を算出し、前記給気ファンおよび排気ファンによる強制的な換気風量を、前記所望の換気風量から前記自然換気量分を減じた風量に制御して作用換気風量を確保する作用を有する。

請求項２記載の発明は、室内温度と室外温度の差が０℃±２℃のときは自然換気量を０回／ｈとして給気ファンおよび排気ファンによる強制風量のみで換気風量を制御する作用を有する。

請求項３記載の発明は、気密係数が２〜５の住宅について、室内温度と室外温度の差が５℃±２℃のときは自然換気量を０．１回／ｈとして給気ファンおよび排気ファンによる強制風量を制御する作用を有する。

請求項４記載の発明は、気密係数が２〜５の住宅について、室内温度と室外温度の差が１４℃以上のときは自然換気量を０．２回／ｈとして給気ファンおよび排気ファンによる強制的な換気風量を制御する作用を有する。

請求項５記載の発明は、気密係数が２〜５の住宅について、室内温度と室外温度の差２２５℃±２℃以上のときは自然換気量を０．３回／ｈとして給気ファンおよび排気ファンによる強制的な換気風量を制御する作用を有する。

請求項６記載の発明は、換気装置は複数の部屋を有する建物の各部屋に設けて、部屋ごとに換気風量を制御する作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１〜図３に示すように、換気扇の電動機は３速ないし４速が一般的であることから４速の速度調節の可能な電動機１の左右の回転軸２に排気用ファン３と給気用ファン４を有し、排気用ファン３の流路を形成する排気ケーシング５と、給気用ファン４の流路を形成する給気用ケーシング６および給気用フィルター７を設けた送風装置８を箱状の本体９に設け、本体９の室内側となる下面に室内側排気口１０を設け、室内側排気口１０の対角線上となる本体９の上面に室内側給気口１１を設け、室内側給気口１１には空気流を斜め前方に送る整流版１２を設け、室内側排気口１０と排気ファン３を介して連通するように本体９の室内側に室外側排気口１３を設け、室内側給気口１１と給気用ファン４を介し連通するように本体９の室外側に室外側給気口１４を設け、室外側排気口１３は壁部１５を貫通して室外と連通し、排気経路を形成するように設けられる排気ダクト１６に接続し、室外側給気口１４は壁部１５を貫通して室外と連通し、給気経路を形成するように設けられる吸気ダクト１７を設け、壁部１２の外面には排気ダクト１６と給気ダクト１７の室外開口から雨水が浸入しないよう防雨フード１８を設け構成する。

また、前記室内側給気口１０には、室内側の温度を計測する第一の温度センサー１９を設け、前記室外側給気口１４には、室外側の温度を計測する第二の温度センサー２０と、本体９内には第一の温度センサー１９と第二の温度センサー２０の出力値から送風装置８の換気風量を調節する制御手段２１を設けたものである。

以上のように構成した送風装置８は、前記第一の温度センサー１９と第二の温度センサー２０の出力値をもとに前記制御手段２１により、換気風量を０．２回／ｈ換気（弱）、０．３回／ｈ換気（中）、０．４回／ｈ換気（強）、０．５回／ｈ換気（特強）、の４段階に切り替える構成とする。

上記構成において、換気装置８を運転すると室内側給気口１１、および室外側給気口１４には、それぞれ室内空気と室外空気が流れ、第一の温度センサー１９は、室内の空気の温度を検知し、第二の温度センサー２０は、室外の空気の温度を検知する。そして、図４の運転フローチャート図に示すように室内温度と室外温度の温度差を計算し、図５に示す自然換気量算出図をもとに換気風量を判定する。

なお、図５の自然換気量算出図は、住宅の気密係数を２〜５とした場合に、室内と室外の温度差によりその住宅の自然換気回数がどのようになるかを調べた結果のグラフ図である。

横軸に室内外温度差・℃、縦軸に換気回数・回／ｈを表示し、例えば、室内外温度差が５℃のときは自然換気回数が０．１回／ｈとなる。

ところで、通常の気密性の高い住宅の場合、例えば、一般的に使用される建材のグレード（４スター）を考慮して、室内と室外の温度差がなく、自然換気量が見込めない場合、常時換気風量を０．５回／ｈ確保できれば、換気施工マニュアルの基準値を満足することができる。

本願は上記基準値に着目し、自然換気風量と機械強制換気風量を合わせて、基準値としての常時換気風量０．５回／ｈを確保することを基本として、省エネルギー換気運転を実現する。

特に冬場のように室内と室外の温度差が高くなると、室内外の自然換気量が多くなるため、第一の温度センサー１９と、第二の温度センサー２０との出力値の差をとって、制御手段２１により、温度差が、５℃±２℃以上の場合、自然換気量０．１回／ｈを見込めるので、機械換気風量を０．４回／ｈの風量に切り替えることとなる。

また、温度差が１４℃±２℃以上の場合、制御手段２１は、自然換気量０．２回／ｈを見込めるので、機械換気風量を０．３回／ｈの風量に切り替えることとなる。

さらに、温度差が２５℃±２℃以上の場合、制御手段２１は、自然換気量０．３回／ｈを見込めるので、機械換気風量を０．２回／ｈの風量に切り替えることとなる。そして、いずれも機械換気風量を減らして、室内の換気風量を自然換気量と合計して必要換気量０．５回／ｈ確保することとなる。

また、本体９は、内部に排気用ファン３の流路を形成する排気ケーシング５と、給気用ファン４の流路を形成する給気用ケーシング６および給気用フィルター７を設けた送風装置８を設けたものであり、例えば、６畳用、８畳用、１０畳用といったように部屋の大きさに合わせた換気装置を用意することで、部屋ごとに給気と排気を容易に確保することとなる。

本発明にかかる換気装置は、室内温度と屋外温度との温度差と予め設定された住宅の機密性とから自然換気風量を算出し、換気装置による強制換気風量は前記自然換気風量を差し引いたものとすることで、無駄な電力を節約し省エネルギー換気をしながら、住宅の必要換気風量を確保できるものであることから、特に室内温度と屋外温度との差の大きい冬季使用に有効で有るとともに、室内外の温度差が比較的大きい高気密住宅に有用である。

本発明の実施の形態１の換気装置の構成図同換気装置の取り付け状態図同換気装置の使用状態図同換気装置の運転フローチャート気密係数２〜５の住宅での自然換気風量算出図従来の換気装置の構成図同換気装置の運転フローチャート

符号の説明

１９第一のセンサー
２０第二のセンサー
２１制御手段

Claims

給気用ファンおよび排気用ファンを備え、強制的に室内の空気を排気し、外気を取り入れ、所望の換気風量を確保できる換気装置であって、室内の温度を検知する第一の温度検知器と屋外の温度を検知する第二の温度検知器とから検出される温度出力値の差と、予め設定された住宅の気密性能とから得られる自然換気風量を算出し、前記給気ファンおよび排気ファンによる強制的な換気風量を、前記所望の換気風量から前記自然換気量分を減じた風量に制御することを特徴とする換気装置。
室内温度と室外温度の差が略０℃のときは自然換気量を０回／ｈとして前記給気ファンおよび排気ファンによる強制風量を制御する請求項１記載の換気装置。
気密係数が２〜５の住宅について、室内温度と室外温度の差が略５℃のときは自然換気量を０．１回／ｈとして前記給気ファンおよび排気ファンによる強制風量を制御する請求項１記載の換気装置。
気密係数が２〜５の住宅について、室内温度と室外温度の差が略１４℃以上のときは自然換気量を０．２回／ｈとして前記給気ファンおよび排気ファンによる強制的な換気風量を制御する請求項１記載の換気装置。
気密係数が２〜５の住宅について、室内温度と室外温度の差が略２５℃以上のときは自然換気量を０．３回／ｈとして前記給気ファンおよび排気ファンによる強制的な換気風量を制御する請求項１記載の換気装置。
換気装置は複数の部屋を有する建物の各部屋に設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の換気装置。
住宅における基準換気風量を確保するために、該住宅の自然換気風量を減じた風量を強制換気風量として換気装置を運転する換気方法。
該住宅の自然換気風量に強制換気風量を加えることで、該住宅における基準換気風量となるように強制換気運転することを特徴とする換気装置。